CN117881764A - 用于处理混合塑料废物热解油的方法 - Google Patents
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Abstract
使用固体吸附剂、固体酸、固体碱和/或离子交换树脂预处理原始混合塑料废物热解油，然后通过加氢处理工艺加工经预处理的混合塑料废物热解油的系统和方法。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年6月29日提交的美国临时申请第63/202,891号的权益和优先权，所述美国临时申请通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及用于处理混合塑料废物热解油的系统和方法。更具体地，本公开涉及用于处理混合塑料废物热解油以生产可用于炼油装置(如加氢处理器、或加氢裂化器或其组合)的原料的系统和方法。
背景技术
来自混合塑料废物的热解油(pyrolysis oil或pyoil)正在通过化学回收作为替代性原料。热解油含有若干种污染物，如二烯、重质物、含氯化合物、含氮化合物和含氧化合物。在蒸汽裂解器中对热解油进行进一步处理需要对原始材料进行预处理以去除这些污染物。处理热解油的一种方法是将其送至加氢处理器单元以将二烯转化为饱和组分，将含氮化合物转化为氨，将含氧化合物转化为水、一氧化碳或二氧化碳，以及将有机氯化组分转化为氯化氢。然后氨、水和氯化氢可以在加氢处理器后通过使这些流通过汽提器或苛性萃取柱来去除。饱和组分对蒸汽裂解器无害，并且不会被进一步去除。然后对纯化的流进行裂化。此过程的一个缺点是加氢处理器催化剂由于重组分而易于快速焦化。另一个缺点是此类过程需要大量的氢气和大反应器，这是由于在原始热解油中存在高水平的污染。
发明内容
为了解决本领域中的这些缺点，申请人开发了用于预处理原始混合塑料废物热解油的系统和方法。此外，此处提供了通过加氢处理工艺处理经预处理的混合塑料废物热解油的系统和方法。由经预处理的混合塑料废物热解油的加氢处理形成的产物也可以进行进一步的加氢裂化和蒸馏。
在某些实施方式中，用于预处理原始混合塑料废物热解油的方法包括以下步骤：将含有至少一种污染物的原始混合塑料热解油供应到反应容器，使所述原始混合塑料废物热解油与所述反应容器中的固体酸或固体碱中的至少一种接触，使来自所述原始混合塑料废物热解油的至少一种污染物的一部分沉积到所述固体酸或所述固体碱中的至少一种上，以及将含有至少一种污染物的一部分的沉积物的所述固体酸或所述固体碱中的至少一种与所述原始混合塑料废物热解油分离以产生经预处理的混合塑料废物热解油。所述原始混合塑料热解油中的所述污染物可以是以下中的一种或多种：二烯化合物、含氧化合物、含氮化合物或含氯化合物。将含有至少一种污染物的一部分的沉积物的所述固体酸或所述固体碱中的至少一种与所述原始混合塑料废物热解油通过过滤、离心、沉降或水力旋流中的一种或多种分离。所述固体酸、所述固体碱或两者可以以团粒的形式存在。所述反应容器中的固体酸或固体碱可以定位在固定床布置中。在某些实施方式中，所述反应容器包括流化床单元。所述流化床单元可以是沸腾床单元。
在一个实施方式中，用于预处理所述原始混合塑料废物热解油的系统和方法包括使用阴离子型或阳离子型离子交换树脂形式的所述固体酸、所述固体碱或两者。实施方式可以进一步包括阴离子型离子交换树脂或阳离子型离子交换树脂的再生。一方面，所述方法包括将具有至少一种污染物的所述固体酸或所述固体碱中的至少一种供应到再生单元，在所述再生单元中煅烧具有至少一种污染物所述固体酸或所述固体碱中的至少一种；以及将经煅烧的固体酸或经煅烧的固体碱中的至少一种返回到所述反应容器。
用于处理所述原始混合塑料废物热解油的方法的某些实施方式包括以下步骤：将含有至少一种污染物的原始混合塑料热解油供应到反应容器，使所述原始混合塑料废物热解油与所述反应容器中的固体酸或固体碱中的至少一种接触，使来自所述原始混合塑料废物热解油的至少一种污染物沉积到所述固体酸或所述固体碱中的至少一种上，将具有至少一种污染物所述固体酸或所述固体碱中的至少一种与所述原始混合塑料废物热解油分离以产生经预处理的混合塑料废物热解油，将所述经预处理的混合塑料废物热解油引入加氢处理器，在所述加氢处理器中用加氢处理催化剂处理所述经预处理的混合塑料废物热解油，以及从所述加氢处理器获得加氢处理的混合塑料废物热解油。所述原始混合塑料废物热解油中的所述污染物是以下中的一种或多种：二烯化合物、含氧化合物、含氮化合物或含氯化合物。在某些实施方式中，在所述加氢处理器中用所述加氢处理催化剂处理所述经预处理的混合塑料废物热解油包括将所述经预处理的混合塑料废物热解油中的所述二烯化合物中的至少一些转化为一种或多种饱和烃化合物。一方面，在所述加氢处理器中用所述加氢处理催化剂处理所述经预处理的混合塑料废物热解油包括将所述经预处理的混合塑料废物热解油中的所述含氮化合物中的至少一些转化为一种或多种含氨化合物，或将所述含氧化合物中的至少一些转化为水、一氧化碳或二氧化碳，或两者。
预处理所述原始混合塑料废物热解油的方法的某些实施方式包括以下步骤：获得含有二烯化合物、含氧化合物、含氮化合物和含氯化合物中的一种或多种的原始混合塑料热解油；使所述原始混合塑料热解油与固体吸附剂接触；以及使来自所述原始混合塑料热解油的一种或多种二烯化合物、含氧化合物、含氮化合物和含氯化合物中的一部分吸附在所述固体吸附剂中的多个孔上，由此产生经预处理的混合塑料废物热解油。所述固体吸附剂可以是以下中的一种或多种：活性炭、硅铝酸盐和二氧化硅。与所述原始混合塑料热解油相比，这种经预处理的混合塑料废物热解油中的二烯化合物、含氧化合物、含氮化合物和含氯化合物中的一种或多种的含量减少。所述方法进一步包括将所述经预处理的混合塑料废物热解油与所述固体吸附剂分离，将所述经预处理的混合塑料废物热解油引入加氢处理器，在所述加氢处理器中用加氢处理催化剂处理所述经预处理的混合塑料废物热解油；以及从所述加氢处理器获得加氢处理的混合塑料废物热解油。与所述经预处理的混合塑料废物热解油相比，这种加氢处理的混合塑料废物热解油中的二烯化合物、含氧化合物和含氮化合物中的一种或多种的含量减少。
在某些实施方式中，所述方法包括通过离心、过滤、沉降或水力旋流将所述经预处理的混合塑料废物热解油与所述固体吸附剂分离。在某些实施方式中，所述原始混合塑料热解油与固定床单元内的所述固体吸附剂接触。在某些实施方式中，所述原始混合塑料热解油与流化床单元内的所述固体吸附剂接触。所述流化床单元可以是沸腾床单元。
系统的实施方式包括反应容器，其中所述固体吸附剂以范围为约0.2％至约90％体积比的固体组分与液体组分的比率存在。所述反应容器可以是流化床单元，如沸腾床单元，其中所述固体吸附剂占约20％至约30％体积比。
预处理所述原始混合塑料废物热解油的方法的某些实施方式包括以下步骤：获得含有二烯化合物、含氧化合物、含氮化合物和含氯化合物中的一种或多种的原始混合塑料热解油；使所述原始混合塑料热解油与活性炭接触；使来自所述原始混合塑料热解油的一种或多种二烯化合物、含氧化合物、含氮化合物和含氯化合物中的一部分吸附在所述活性炭中的多个孔上，由此产生经预处理的混合塑料废物热解油；以及将所述经预处理的混合塑料废物热解油与所述活性炭分离。与所述原始混合塑料热解油相比，这种经预处理的混合塑料废物热解油中的二烯化合物、含氧化合物、含氮化合物和含氯化合物中的一种或多种的含量减少。在某些实施方式中，与所述原始混合塑料热解油中的含氮化合物的量相比，所述经预处理的混合塑料废物热解油中的含氮化合物的量减少了至少约40％。在某些实施方式中，与所述原始混合塑料热解油中的含氮化合物的量相比，所述经预处理的混合塑料废物热解油中的含氮化合物的量减少了至少约50％、或约60％、或约70％、或约80％、或约95％。在某些实施方式中，与所述原始混合塑料热解油中的含氧化合物的量相比，所述经预处理的混合塑料废物热解油中的含氧化合物的量减少了至少约20％。在某些实施方式中，与所述原始混合塑料热解油中的含氧化合物的量相比，所述经预处理的混合塑料废物热解油中的含氧化合物的量减少了至少约30％、或约40％、或约50％、或约60％、或约70％、或约80％、或约95％。
方法的某些实施方式进一步包括以下步骤：将所述经预处理的混合塑料废物热解油引入加氢处理器，在所述加氢处理器中用加氢处理催化剂处理所述经预处理的混合塑料废物热解油，以及从所述加氢处理器获得加氢处理的混合塑料废物热解油。与所述经预处理的混合塑料废物热解油相比，这种加氢处理的混合塑料废物热解油中的二烯化合物、含氧化合物和含氮化合物中的一种或多种的含量减少。
本文详细讨论了这些示例性实施方式和其它实施方式的仍其它方面和优点。此外，应当理解，前述信息和以下详述的说明仅提供各个方面和实施方式的说明性实例，并且旨在提供用于理解所要求保护的方面和实施方式的性质和特征的概述或框架。因此，通过参考以下描述和附图，这些和其它目的以及本公开的优点和特征将变得显而易见。此外，应当理解，本文所描述的各个实施方式的特征不是相互排斥的并且可以以各种组合和排列存在。
附图说明
本专利或申请文件含有至少一张彩色附图。在请求并支付必要的费用后，将由专利局提供带有一幅或多幅彩色附图的本专利或专利申请公开物的副本。
附图用于进一步理解本公开的实施方式、并入本说明书并且构成其一部分，说明了本公开的实施方式，并且与具体实施方式部分一起用于解释本文所讨论的实施方式的原理。未尝试比本文所讨论的实施方式的基本理解可能所需的更详细地并且以可能对其进行实践的各种方式示出本公开的结构细节。根据惯例，下文讨论的附图的各种特征不一定按比例绘制。附图中的各种特征和元件的尺寸可以扩大或缩小以更清楚地说明本公开的实施方式。
图1是根据一个实施方式的处理混合塑料废物热解油的方法的示意性流程图。
图2是根据一个实施方式的用于处理混合塑料废物热解油的沸腾床单元的图示。
图3是根据一个实施方式的处理混合塑料废物热解油的方法的示意性流程图。
图4是根据一个实施方式的使用不同固体吸附剂的混合塑料废物热解油中的含氧化合物、含氮化合物和含氯化合物的减少的图形表示。
具体实施方式
本公开描述了与用于预处理原始混合塑料废物热解油的工艺、装置和系统相关的各种实施方式。此外，此处提供了通过对其进行进一步的加氢处理工艺处理经预处理的原始混合塑料废物热解油的系统和方法。可以描述和公开另外的实施方式。
在以下描述中，阐述了许多细节以便提供对各种实施方式的透彻理解。在其它情况下，可能没有特别详细地描述众所周知的工艺、装置和系统，以免不必要地混淆各种实施方式。另外，各种实施方式的图示可以省略某些特征或细节，以便不模糊各种实施方式。
描述可以使用短语“在一些实施方式中”或“在各种实施方式中”、“在一个实施方式中”或“在实施方式中”，其可以各自指一个或多个相同或不同的实施方式。此外，如关于本公开的实施方式所使用的术语“包括(comprising)”、“包括(including)”、“具有”等是同义的。
术语“约”或“大约”被定义为本领域普通技术人员所理解的“接近于”。在一个非限制性实施方式中，术语被定义为在10％以内，优选地在5％以内，更优选在1％以内，并且最优选地在0.5％以内。
术语“减少”、“减少的”或其任何变化当在权利要求书和/或说明书中使用时包括实现期望结果的任何可测量的减小或完全抑制。
词语“一”或“一个”当在权利要求书或说明书中结合术语“包括(comprising)”、“包括(including)”、“含有”或“具有”中的任一个使用时可以意指“一个”，但其也与“一个或多个”、“至少一个”和“一个或多于一个”的意义一致。术语“wt.％”、“vol.％”或“mol.％”分别指基于包括组分的总重量、材料的总体积或总摩尔的组分的重量、体积或摩尔百分比。在非限制性实例中，100克材料中的10克组分是组分的10wt.％。
如本文所使用的，词语“包括(comprising)”(和任何形式的包括，如“包括(comprise)”和“包括(comprises)”)、“具有(having)”(和任何形式的具有，如“具有(have)”和“具有(has)”)、“包括(including)”(和任何形式的包括，如“包括(includes)”和“包括(include)”)或“含有(containing)”(以及任何形式的含有，如“含有(contains)”和“含有(contain)”)具有包括性或开放性，并且不排除另外的未引用的元素或方法步骤。
此处公开了用于预处理混合塑料废物热解油的系统和方法。热解油的预处理将降低加氢处理器进料中的污染物水平。此预处理步骤有助于减少加氢处理器中的氢气消耗。此预处理步骤还减少下游处理单元中的二烯化合物、含氧化合物、含氮化合物或含氯化合物中的一种或多种。
图1是根据一个实施方式的处理混合塑料废物热解油的方法100的示意性流程图。原始混合塑料热解油流102供应到反应容器104。此原始混合塑料热解油流102含有一种或多种污染物。所述原始混合塑料热解油中的所述污染物可以是以下中的一种或多种：二烯化合物、含氧化合物、含氮化合物或含氯化合物。含氯化合物包括氯化物盐和有机含氯化合物，如氯化烃，如氯乙醇或氯苯腈。含氧化合物包括有机烃，如己酸或酚。含氮化合物包括氮化物、硝酸盐和有机化合物，如氮化烃、十三腈或吲哚。
使原始混合塑料废物热解油流102与反应容器104中的固体酸或固体碱接触，使得一部分来自原始混合塑料废物热解油的污染物沉积到固体酸或固体碱上。固体碱可以是第I族化合物或第2族化合物中的任一种。固体碱可以是第I族或第2族元素的氢氧化物，如氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙或氢氧化镁。固体碱可以是第I族或第2族元素的卤化物，如溴化钠、溴化钾、氯化钙或氯化镁。固体碱可以是第I族或第2族元素的氧化物，如氧化钾、氧化钙或氧化镁。固体酸可以包括某些二氧化硅氧化铝和硫酸化氧化锆。固体酸、固体碱或两者可以采取但不限于挤出、模塑或其它形成的固体团粒、块、片、粉末、颗粒、薄片的形式，或者形成的固体然后可以被粉碎或形成粉末、颗粒或薄片。固体酸、固体碱或两者也可以负载在载体上并存在于反应容器中。在一个实施方式中，固体酸、固体碱或两者以团粒的形式存在于反应容器内。
在某些实施方式中，从混合塑料废物热解油中碱萃取污染物可以用氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化铵或其它强碱进行，并且可以以液体/液体、液体/气体或固体/液体形式进行。在某些实施方式中，从混合塑料废物热解油中酸萃取污染物可以用盐酸、硫酸或其它强酸进行，并且可以在液体/液体或液相/气相中进行。
反应容器可以是固定床、移动床、固定搅拌单元或流化床单元中的一种或多种，作为单个单元放置，或者作为串联或并联的多个单元放置，以预处理原始混合塑料废物热解油流102。所述流化床单元可以是沸腾床单元。图2中展示了用于本文所公开的方法的沸腾床单元的实例。
将含有含污染物部分的沉积物的固体酸或固体碱和经预处理的混合塑料废物热解油的流106供应到分离器108。通过过滤、离心、沉降或水力旋流中的一种或多种将含有至少一种污染物的一部分的沉积物的所述固体酸或所述固体碱与经预处理的混合塑料废物热解油分离。然后将经预处理的混合塑料废物热解油流110供应到其它下游处理单元。
在一个实施方式中，用于预处理所述原始混合塑料废物热解油的系统和方法包括使用阴离子型或阳离子型离子交换树脂形式(例如分别具有季铵或磺化基团的树脂)的所述固体酸、所述固体碱或两者，。此方法100的实施方式可以任选地包括再生阴离子型离子交换树脂或阳离子型离子交换树脂的步骤。在此方法100中，含有固体酸、固体碱或两者与一部分污染物的流112离开分离器108并被供应到再生单元114。固体酸、固体碱或两者与污染物一起在再生单元114中进行煅烧。煅烧温度在约350℃至约1000℃或约450℃至约800℃的范围内。煅烧在足以确保相对均匀的温度和污染物沉积物的均匀去除的条件下进行。此煅烧过程可以在大气压下进行。在再生单元114中处理后，经煅烧的固体酸或经煅烧的固体碱116返回或再循环到反应容器中。任选地，在煅烧之前和/或煅烧之后，通过溶剂(如THF或甲醇或丙酮)洗涤固体酸、固体碱或两者以从固体酸、固体碱或两者中去除任何可溶性材料。在具有阴离子型或阳离子型离子交换树脂的某些实施方式中，用强碱(如苛性钠)或强酸(如盐酸)冲洗树脂并再生。
用于处理原始混合塑料废物热解油的方法的某些实施方式包括将经预处理的混合塑料废物热解油流110供应到加氢处理器。在此，使经预处理的混合塑料废物热解油与加氢处理器中的加氢处理催化剂接触。在所述加氢处理器中用所述加氢处理催化剂处理所述经预处理的混合塑料废物热解油包括将所述经预处理的混合塑料废物热解油中的所述二烯化合物中的至少一些转化为一种或多种饱和烃化合物。一方面，在所述加氢处理器中用所述加氢处理催化剂处理所述经预处理的混合塑料废物热解油包括将所述经预处理的混合塑料废物热解油中的所述含氮化合物中的至少一些转化为一种或多种含氨化合物，或将所述含氧化合物中的至少一些转化为水、一氧化碳或二氧化碳，或两者。然后可以对来自加氢处理器的加氢处理的混合塑料废物热解油进行加氢裂化和/或蒸馏。
图2是根据一个实施方式的用于处理混合塑料废物热解油的沸腾床单元200的图示。其是流化床多相单元，具有原始混合塑料热解油流和固体吸附剂组合物的连续混合。固体吸附剂组合物的实例包括但不限于活性炭、固体碱、固体酸、粘土、二氧化硅或其组合。
固体吸附剂组合物通过吸附剂入口202递送到沸腾床单元200。原始混合塑料热解油流通过进料入口204供应到沸腾床单元200。固体吸附剂组合物通过液相组分的向上提升而维持在流化状态，所述液相组分为通过进料入口204供应的原始混合塑料热解油流和通过再循环入口220供应的再循环流。这些液相组分通过分配器和板栅206分布在固体吸附剂床上。沸腾床单元200内的吸附剂层的高度由沉降的吸附剂区210和延伸吸附剂区208的高度确定，所述区由液相组分的流速控制。经预处理的混合塑料废物热解油通过位于延伸吸附剂区208上方的无吸附剂区域中的产物出口212从沸腾床单元200中去除。新鲜固体吸附剂可以通过吸附剂入口202添加，并且一部分废弃的固体吸附剂可以通过吸附器出口222取出。一部分经预处理的混合塑料废物热解油在通过再循环管道216到达再循环泵218之前通过再循环出口214被去除。再循环的混合塑料热解油流通过再循环入口220供应回沸腾床单元200。操作条件通常基于进料和期望的产物进行优化。停留时间可从一小时到24小时不等，并且压力维持在大气压下，其中温度范围为5℃至50℃，并且负载范围为20％至30％体积比。
用于预处理原始混合塑料废物热解油的系统的某些实施方式包括与分离器流体连通的反应容器。反应容器被配置成收纳固体吸附剂组合物和含有二烯化合物、含氧化合物、含氮化合物和含氯化合物中的一种或多种的原始混合塑料热解油。此反应容器被配置成使来自原始混合塑料热解油的一种或多种二烯化合物、含氧化合物、含氮化合物和含氯化合物中的一部分吸附在固体吸附剂中的多个孔上，由此产生经预处理的混合塑料废物热解油。反应容器可以是固定床、移动床、固定搅拌单元或流化床单元中的一种或多种，作为单个单元放置，或者作为串联或并联的多个单元放置，以预处理原始混合塑料废物热解油流。所述流化床单元可以是沸腾床单元。图2中展示了用于本文所公开的方法的沸腾床单元的实例。系统的实施方式包括反应容器，其中所述固体吸附剂以约0.2％至约90％体积比的固体组分与液体组分的比率存在。所述反应容器可以是流化床单元，如沸腾床单元，其中所述固体吸附剂占约20％至约30％体积比。所述固体吸附剂可以是以下中的一种或多种：活性炭、硅铝酸盐和二氧化硅。与所述原始混合塑料热解油相比，这种经预处理的混合塑料废物热解油中的二烯化合物、含氧化合物、含氮化合物和含氯化合物中的一种或多种的含量减少。
分离器被配置成将经预处理的混合塑料废物热解油与使用的固体吸附剂分离。在某些实施方式中，分离器是以下中的一种或多种：离心单元、过滤单元、沉降容器或水力旋流器单元。在某些实施方式中，分离器与加氢处理器流体连通。加氢处理器被配置成在加氢处理催化剂的存在下处理经预处理的混合塑料废物热解油以产生加氢处理的混合塑料废物热解油。与所述经预处理的混合塑料废物热解油相比，这种加氢处理的混合塑料废物热解油中的二烯化合物、含氧化合物、含氮化合物和含氯化合物中的一种或多种的含量减少。
在基于固体吸附剂组合物的吸附过程中，反应容器可以在固定床或分批过程中操作。在固定床操作的一个实施方式中，允许原始混合塑料热解油在颗粒吸附剂的固定床上流动。一旦颗粒吸附剂被污染物饱和，其可以外部再生或根据经济性进行处理。在分批过程的一个实施方式中，在作为反应容器的搅拌槽中将固体吸附剂添加到原始混合塑料热解油中。反应终止后，通过离心、过滤、水力旋流器或其它分离方法将经预处理的混合塑料废物热解油与固体吸附剂分离。
在基于气体/液体萃取的吸附过程期间，将气态HCl或NH3通入含有原始混合塑料热解油的反应容器中。这分别导致酸和含氮化合物化合物组分的固体沉积。然后通过离心、过滤、水力旋流器或其它分离方法从经预处理的混合塑料废物热解油中机械去除固体。
在基于液体/液体萃取的吸附过程期间，将不混溶的萃取溶剂添加到进料中并充分搅拌混合物，以促进污染物(例如，在边界层处)从原始混合塑料热解油转移到萃取相中。萃余液相是经预处理的混合塑料废物热解油。萃取溶剂可以是有机溶剂或水。通过离心或沉降(可以用乳液容器加强)进行分离。
图3是根据一个实施方式的处理混合塑料废物热解油的方法300的示意性流程图。含有二烯化合物、含氧化合物、含氮化合物和含氯化合物中的一种或多种的原始混合塑料热解油流302将原始混合塑料热解油与活性炭304接触，使得来自所述原始混合塑料热解油的一种或多种二烯化合物、含氧化合物、含氮化合物和含氯化合物中的一部分吸附在所述活性炭中的多个孔上。将所得经预处理的混合塑料废物热解油流306供应到分离器308以将经预处理的混合塑料废物热解油与含有一种或多种二烯化合物、含氧化合物、含氮化合物和含氯化合物的所吸附部分的活性炭分离。含有一种或多种二烯化合物、含氧化合物、含氮化合物和含氯化合物的所吸附部分的活性炭流312离开分离器，并且可以在再生单元中进行处理。与所述原始混合塑料热解油相比，这种经预处理的混合塑料废物热解油流310中的二烯化合物、含氧化合物、含氮化合物和含氯化合物中的一种或多种的含量减少。在某些实施方式中，与所述原始混合塑料热解油中的含氮化合物的量相比，所述经预处理的混合塑料废物热解油中的含氮化合物的量减少了至少约40％。在某些实施方式中，与所述原始混合塑料热解油中的含氮化合物的量相比，所述经预处理的混合塑料废物热解油中的含氮化合物的量减少了至少约50％、或约60％、或约70％、或约80％、或约95％。在某些实施方式中，与所述原始混合塑料热解油中的含氧化合物的量相比，所述经预处理的混合塑料废物热解油中的含氧化合物的量减少了至少约20％。在某些实施方式中，与所述原始混合塑料热解油中的含氧化合物的量相比，所述经预处理的混合塑料废物热解油中的含氧化合物的量减少了至少约30％、或约40％、或约50％、或约60％、或约70％、或约80％、或约95％。
方法的某些实施方式进一步包括：将所述经预处理的混合塑料废物热解油流310引入加氢处理器314，在所述加氢处理器中用加氢处理催化剂处理所述经预处理的混合塑料废物热解油，以及从所述加氢处理器获得加氢处理的混合塑料废物热解油316。与所述经预处理的混合塑料废物热解油相比，这种加氢处理的混合塑料废物热解油中的二烯化合物、含氧化合物、含氮化合物和含氯化合物中的一种或多种的含量减少。
实施例
以下提供的各种实施例说明了使用固体吸附剂预处理混合塑料废物热解油的各种方法的选定方面。
实施例1
使热解油密度为0.78克/升(g/l)的约50ml混合塑料废物热解油通过120克活性炭的吸附床。热解油与吸附剂的重量比是1比3。含氯化合物、含氧化合物和含氮化合物的减少量(以百万分之重量份(ppmw)测量)在表1中呈现。
表1.
| Cl(ppmw) | N(ppmw) | O(ppmw) | |
| 原始混合塑料热解油(吸附前) | 153 | 972 | 4000 |
| 经预处理的混合塑料废物热解油(吸附后) | 54 | 63 | 910 |
| 减少的％ | 65％ | 94％ | 77％ |
实施例2
图4是根据一个实施方式的使用选定的固体吸附剂减少混合塑料废物热解油中的含氧化合物、含氮化合物和含氯化合物的图形表示。这些结果是在分批过程中使用这些固体吸附剂在约1.9wt％下以及在20℃下24小时接触时间下获得的。混合后，在0.2um注射器过滤器上过滤热解油并进一步分析。所选择的吸附剂包括二氧化硅产品1(图4中标记为1)、粘土产品1(图4中标为2)、离子交换树脂(图4中标记为3)、沸石(图4标记为4)、粘土产品2(图4中标记为5)、活性炭产品1(图4中标记为6)、活性炭产品2(图4中标记为7)、二氧化硅产品2(图4中标记为8)、洗涤的活性炭(图4中标记为9)、粘土产品3(图4中标记为10)和氧化钙(图4中标记为11)。
实施例3
表2呈现了当在分批反应器过程中以不同重量百分比使用900℃下处理8小时的氧化钙作为吸附剂时，混合塑料废物热解油中的含氧化合物、含氮化合物和含氯化合物的减少。去除不随着吸附剂量的增加而增加，这是由于特定的吸附等温线导致在污染物的强压力下吸附剂上的污染物负载高，而在污染物的低压力下吸附剂上的污染物负载低。
表2
| 固化的蛋壳 | 0.2wt％ | 0.8wt％ | 1.9wt％ |
| Cl去除 | 48％ | 47％ | 42％ |
| O去除 | 20％ | 23％ | 23％ |
| N去除 | 19％ | 20％ | 19％ |
实施例4：
表3呈现了当在分批反应器过程中以不同重量百分比使用I类强离子交换树脂作为吸附剂时，混合塑料废物热解油中的含氧化合物、含氮化合物和含氯化合物的减少。
表3
| 500OHPlus | 0.2wt％ | 0.8wt％ | 1.9wt％ |
| Cl去除 | 不可用 | 32％ | 46％ |
| O去除 | 不可用 | 11％ | 23％ |
| N去除 | 7％ | 10％ | 16％ |
实施例5：
表4呈现了当在分批反应器过程中以不同重量百分比使用I类强阳离子交换树脂(固体酸)作为吸附剂时，混合塑料废物热解油中的含氧化合物、含氮化合物和含氯化合物的减少。强阳离子交换树脂对含氯化合物和含氧化合物的去除影响很小，因为这些有机污染物与此基质的相互作用很差。
表4
| CT275 | 0.2wt％ | 0.8wt％ | 1.9wt％ |
| Cl去除 | 9％ | 9％ | 不可用 |
| O去除 | 不可用 | 不可用 | 14％ |
| N去除 | 20 | 40％ | 52％ |
实施例6：
表5呈现了当在分批反应器过程中以不同重量百分比使用聚苯乙烯大孔吸附树脂作为吸附剂时，混合塑料废物热解油中的含氧化合物、含氮化合物和含氯化合物的减少。
表5
| Mn502 | 0.2wt％ | 0.8wt％ | 1.9wt％ |
| Cl去除 | 12％ | 20％ | 20％ |
| O去除 | 不可用 | 14％ | 不可用 |
| N去除 | 18％ | 33％ | 50％ |
实施例7：
表6呈现了当在分批反应器过程中以不同重量百分比使用活性炭作为吸附剂时，混合塑料废物热解油中的含氧化合物、含氮化合物和含氯化合物的减少。
表6
| DLS-19-117 | 0.2wt％ | 0.8wt％ | 1.9wt％ | 5wt％ |
| Cl去除 | 1％ | 18％ | 29％ | 42％ |
| O去除 | 14％ | 11％ | 24％ | 47％ |
| N去除 | 16％ | 29％ | 43％ | 68％ |
当范围在本文中公开时，从任何下限开始的范围可以与任何上限结合，以列举没有明确列举的范围，以及从任何下限开始的范围可以与任何其它下限结合，以列举没有明确列举的范围，以同样的方式，从任何上限开始的范围可以与任何其它上限结合，以列举没有明确列举的范围。另外，对范围中所述值的引用包括所述范围内的每个值，即使没有明确列举。因此，每个点或单独的值可以充当与任何其它点或单独的值结合的其自身的下限或上限或任何其它下限或上限，以便列举没有明确列举的范围。
根据前述附图、详细描述和实例，本公开的其它目的、特征和优点将变得显而易见。然而，应理解，在指示本公开的具体实施例的同时，附图、详细描述和实例仅通过说明的方式给出，并且不意味着限制。在另外的实施例中，来自特定实施例的特征可以与来自其它实施例的特征组合。例如，来自一个实施例的特征可以与来自其它实施例中的任一个的特征组合。在另外的实施例中，可以将另外的特征添加到本文所描述的特定实施例中。
Claims (20)
1.一种预处理原始混合塑料废物热解油的方法，所述方法包括：
将含有至少一种污染物的原始混合塑料热解油供应到反应容器，所述污染物是以下中的一种或多种：二烯化合物、含氧化合物、含氮化合物或含氯化合物；
使所述原始混合塑料废物热解油与所述反应容器中的固体酸或固体碱中的至少一种接触；
使来自所述原始混合塑料废物热解油的至少一种污染物的一部分沉积到所述固体酸或所述固体碱中的至少一种上；以及
将含有所述至少一种污染物的一部分的沉积物的所述固体酸或所述固体碱中的至少一种与所述原始混合塑料废物热解油分离以产生经预处理的混合塑料废物热解油。
2.根据权利要求1所述的方法，其中将含有所述至少一种污染物的一部分的沉积物的所述固体酸或所述固体碱中的至少一种与所述原始混合塑料废物热解油分离通过过滤、离心、沉降或水力旋流中的一种或多种发生。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述固体酸、所述固体碱或两者以团粒的形式存在。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述固体酸、所述固体碱或两者包括阴离子或阳离子离子交换树脂。
5.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括：
使所述阴离子或阳离子离子交换树脂再生。
6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
将具有所述至少一种污染物的所述固体酸或所述固体碱中的至少一种供应到再生单元；
在所述再生单元中煅烧具有所述至少一种污染物的所述固体酸或所述固体碱中的至少一种；以及
将经煅烧的固体酸或经煅烧的固体碱中的至少一种返回到所述反应容器。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应容器中的所述固体酸或固体碱中的至少一种定位在固定床布置中。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应容器是流化床单元。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述流化床单元是沸腾床单元。
10.一种加工原始混合塑料废物热解油的方法，所述方法包括：
将含有至少一种污染物的原始混合塑料热解油供应到反应容器，所述污染物是以下中的一种或多种：二烯化合物、含氧化合物、含氮化合物或含氯化合物；
使所述原始混合塑料废物热解油与所述反应容器中的固体酸或固体碱中的至少一种接触；
使来自所述原始混合塑料废物热解油的所述至少一种污染物沉积到所述固体酸或所述固体碱中的至少一种上；
将具有所述至少一种污染物的所述固体酸或所述固体碱中的至少一种与所述原始混合塑料废物热解油分离以产生经预处理的混合塑料废物热解油；
将所述经预处理的混合塑料废物热解油引入加氢处理器；
在所述加氢处理器中用加氢处理催化剂加工所述经预处理的混合塑料废物热解油；以及
从所述加氢处理器获得经加氢处理的混合塑料废物热解油。
11.根据权利要求10所述的方法，其中在所述加氢处理器中用所述加氢处理催化剂加工所述经预处理的混合塑料废物热解油包括：
将所述经预处理的混合塑料废物热解油中的所述二烯化合物中的至少一些转化为一种或多种饱和烃化合物，
将所述经预处理的混合塑料废物热解油中的所述含氮化合物中的至少一些转化为一种或多种含氨化合物，以及
将所述含氧化合物中的至少一些转化为水、一氧化碳或二氧化碳。
12.一种从原始混合塑料废物热解油中去除污染物的方法，所述方法包括：
获得含有二烯化合物、含氧化合物、含氮化合物和含氯化合物中的一种或多种的原始混合塑料热解油；
使所述原始混合塑料热解油与固体吸附剂接触，所述固体吸附剂是以下中的一种或多种：活性炭、硅铝酸盐和二氧化硅；
使来自所述原始混合塑料热解油的一种或多种二烯化合物、含氧化合物、含氮化合物和含氯化合物的一部分吸附在所述固体吸附剂中的多个孔上，由此产生经预处理的混合塑料废物热解油，与所述原始混合塑料热解油相比，所述经预处理的混合塑料废物热解油中的二烯化合物、含氧化合物、含氮化合物和含氯化合物中的一种或多种的含量减少；
将所述经预处理的混合塑料废物热解油与所述固体吸附剂分离；
将所述经预处理的混合塑料废物热解油引入加氢处理器；
在所述加氢处理器中用加氢处理催化剂加工所述经预处理的混合塑料废物热解油；以及
从所述加氢处理器获得经加氢处理的混合塑料废物热解油，与所述经预处理的混合塑料废物热解油相比，所述经加氢处理的混合塑料废物热解油中的二烯化合物、含氧化合物、含氮化合物和含氯化合物中的一种或多种的含量减少。
13.根据权利要求12所述的方法，其中将所述经预处理的混合塑料废物热解油与所述固体吸附剂通过离心、过滤、沉降或水力旋流进行分离。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述原始混合塑料热解油与固定床单元内的所述固体吸附剂接触。
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述原始混合塑料热解油与流化床单元内的所述固体吸附剂接触。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述流化床单元是沸腾床单元。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述固体吸附剂以约20％至约30％的体积比的固体组分与液体组分的比率存在。
18.根据权利要求12所述的方法，其中所述固体吸附剂是活性炭。
19.根据权利要求18所述的方法，其中与所述原始混合塑料热解油中的含氮化合物的量相比，所述经预处理的混合塑料废物热解油中的含氮化合物的量减少了至少约40％。
20.根据权利要求18所述的方法，其中与所述原始混合塑料热解油中的含氧化合物的量相比，所述经预处理的混合塑料废物热解油中的含氧化合物的量减少了至少约40％。
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